JP6462888B2 - 回転電機システムと回転電機の駆動装置、その駆動方法及び車両 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る回転電機システムは、図1Aに示すように、永久磁石型の回転電機11とこの回転電機11を駆動する駆動装置21とバッテリ31を備える。
上記インバータ211は、バッテリ31からの直流電圧をスイッチングすることにより交流電圧を生成し、当該交流電圧を回転電機11の駆動電力として電機子巻線117に印加する。
角型比は、測定で得られる(BH)maxと(BH)max(理論値)の比により評価され、下記式(2)により求められる。
(BH)max(実測値)/(BH)max(理論値)×100・・・(2)
次に、永久磁石の製造方法例について説明する。まず、永久磁石の合成に必要な所定の元素を含む合金粉末を調製する。次に、電磁石の中に設置した金型内に合金粉末を充填し、磁場を印加しながら加圧成形することにより結晶軸を配向させた圧粉体を製造する。
永久磁石に用いられる各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気でアーク溶解して合金インゴットを作製した。上記合金インゴットを1160℃で19時間保持して熱処理を行った後、合金インゴットに対して粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。得られた合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1160℃、2時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1170℃、10時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。上記合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1160℃、12時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに、粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
実施例8と同組成の合金粉末を原料に用い、同様の方法で磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
表1に示す組成を有する磁石を、実施例1と同一の方法で作製した。実施例と同様に中心部の酸素濃度Ocenter、表面部の酸素濃度Osurface、酸化物領域の厚さ、保磁力Hcj、および残留磁化を測定した。その結果を表3に示す。なお、リコイル透磁率については保磁力が1000kA/m未満であり、B−H曲線にクニック点が生じたため、測定できなかった。比較例4、6、8も同様である。
表1に示す組成を有する磁石を、実施例4と同一の方法で作製した。実施例と同様に中心部の酸素濃度Ocenter、表面部の酸素濃度Osurface、R元素の酸化物を含む相の厚さ、リコイル透磁率、保磁力Hcj、および残留磁化を測定した。その結果を表3に示す。
実施例8と同組成の合金粉末を原料に用い、同様の方法で磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
Claims (7)
- 永久磁石を用いてロータの磁極を形成してなる永久磁石型の回転電機と、
スイッチングにより交流電圧を生成して当該交流電圧を前記回転電機に駆動電力として出力するインバータと、
前記回転電機における界磁成分電流を検出し、この検出電流から前記回転電機のロータ速度を推定し、この推定ロータ速度と目標速度との差に基づいて前記回転電機における界磁成分電圧を求め、この界磁成分電圧に基づいて前記インバータのスイッチングを制御して前記ロータ速度を前記目標速度に追従させる制御手段と
を具備し、
前記永久磁石は、鉄を25ないし40原子%含むR−Co系(Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素)永久磁石であり、
前記永久磁石は、2−17型結晶相を有する主相と、主相を構成する結晶粒の間に設けられた粒界相とを有し、前記主相のR元素の濃度よりも前記粒界相のR元素の濃度の方が高く、前記R元素中のサマリウムの含有量は50原子%以上であり、
前記永久磁石は、残留磁化が1.16T以上であり、M−H曲線上の保磁力Hcjが1000kA/m以上であり、B−H曲線上のリコイル透磁率が1.1以上であり、
前記制御手段は、前記永久磁石の素材による前記ロータ速度に応じた負の界磁成分電流特性に基づいて前記界磁成分電圧を増減し弱め界磁制御を行う回転電機システム。 - 前記永久磁石は、希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素R、ジルコニウム、チタン、及びハフニウムから選ばれる少なくとも1種の元素M、鉄、銅、及びコバルトからなる組成を有し、前記組成のうち、前記元素Rは10.8ないし12.5原子%、前記元素Mは0.88ないし3.5原子%、前記銅は3.5ないし13.5原子%である請求項1に記載の回転電機システム。
- 前記永久磁石は、前記B−H曲線上の保磁力Hcbが800kA/m以下であり、
前記保磁力Hcjに対する、磁化が残留磁化の90%のときの磁場Hk90の比が70以下である、請求項1または2に記載の回転電機システム。 - 永久磁石を用いてロータの磁極を形成してなる永久磁石型の回転電機を駆動する回転電機の駆動装置において、
スイッチングにより交流電圧を生成して当該交流電圧を前記回転電機に駆動電力として出力するインバータと、
前記回転電機における界磁成分電流を検出し、この検出電流から前記回転電機のロータ速度を推定し、この推定ロータ速度と目標速度との差に基づいて前記回転電機における界磁成分電圧を求め、この界磁成分電圧に基づいて前記インバータのスイッチングを制御して前記ロータ速度を前記目標速度に追従させる制御手段と
を具備し、
前記永久磁石が、鉄を25ないし40原子%含むR−Co系(Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素)永久磁石であり、
前記永久磁石は、2−17型結晶相を有する主相と、主相を構成する結晶粒の間に設けられた粒界相とを有し、前記主相のR元素の濃度よりも前記粒界相のR元素の濃度の方が高く、前記R元素中のサマリウムの含有量は50原子%以上であり、
前記永久磁石は、残留磁化が1.16T以上であり、M−H曲線上の保磁力Hcjが1000kA/m以上であり、B−H曲線上のリコイル透磁率が1.1以上であり、
前記制御手段は、前記永久磁石の素材による前記ロータ速度に応じた負の界磁成分電流特性に基づいて前記界磁成分電圧を増減し弱め界磁制御を行う回転電機の駆動装置。 - 永久磁石を用いてロータの磁極を形成してなる永久磁石型の回転電機を駆動する回転電機の駆動方法において、
スイッチングにより交流電圧を生成して当該交流電圧を前記回転電機に駆動電力として出力し、
前記回転電機における界磁成分電流を検出し、
この検出電流から前記回転電機のロータ速度を推定し、
この推定ロータ速度と目標速度との差に基づいて前記回転電機における界磁成分電圧を求め、
この界磁成分電圧に基づいて前記スイッチングを制御して前記ロータ速度を前記目標速度に追従させる制御を行い、
さらに、前記永久磁石が、鉄を25ないし40原子%含むR−Co系(Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1種の元素)永久磁石であり、前記ロータ速度に応じた負の界磁成分電流特性に基づいて前記界磁成分電圧を増減し弱め界磁制御を行い、
前記永久磁石は、2−17型結晶相を有する主相と、主相を構成する結晶粒の間に設けられた粒界相とを有し、前記主相のR元素の濃度よりも前記粒界相のR元素の濃度の方が高く、前記R元素中のサマリウムの含有量は50原子%以上であり、
前記永久磁石は、残留磁化が1.16T以上であり、M−H曲線上の保磁力Hcjが1000kA/m以上であり、B−H曲線上のリコイル透磁率が1.1以上である回転電機の駆動方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の回転電機システムを具備する車両。
- 前記回転電機は、駆動系と接続されている請求項6に記載の車両。
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